CC BY
73
УДК 621.771
К ВОПРОСУ О ДЕФЕКТАХ ПОВЕРХНОСТИ ЖЕСТИ Файзулина Р.В.
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный техническийуниверситет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия Молева О.Н., Кашникова Ю.А., Радюкевич Е.В.
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск, Россия
Технические требования к поверхности жести, изложенные в ГОСТ 13345-85 и ГОСТ Р 52204-2004, не допускают поверхностных загрязнений, препятствующих нанесению качественного покрытия. Согласно стандартам жесть марки ЭЖК должна иметь гладкую и чистую поверхность без рванин, раковин, ржавых пятен, трещин, плен, расслоений, незалужен-ных участков и загрязнений. Допускаются лишь отдельные незначительные дефекты, не нарушающие целостности покрытия; например, для первого класса покрытий - одна непро-луженная точка диаметром до 1 мм, пузырьки такого же диаметра в количестве не более 3 штук на одном листе или на 1 м длины полосы, рванины по кромкам глубиной не более 1,5 мм. ОАО «ММК» имеет большой практический опыт, как по производству жести, так и исследовательскую школу по выявлению причин и устранению различных дефектов, связанных с технологическими процессами. Тем не менее, использование вспомогательных материалов, предназначенных для одной технологической операции, но разных производителей, может привести к образованию дефектов, ранее не имеющих аналога в классификаторе дефектов цеха.
Внешний вид дефекта представляет собой мелкие «черные пятна» хаотично разбросанные на поверхности жести, который не позволил идентифицировать его с уже известными. Поэтому объектами исследования стали практически все агрегаты и материалы, участвующие в процессе производства. Дефект наблюдали как на жести колпакового отжига, так и непрерывного.
Наиболее видимым изменением в технологическом процессе производства жести было расслоение прокатного масла «Tinnol MMK 1.0» в состоянии поставки. Проблемой предъявления претензии к качеству прокатного масла было соответствие его техническим требованиям ОАО «ММК».
Тем не менее, по мере эксплуатации данного продукта выявили случаи налипания грязи на ворс щеток щеточно-моечных машин в узле очистки после прокатки. Загрязнения, снятые со щеток, имели вид черного порошка твердой маслянистой консистенции. Подобного вида загрязнения обнаружили на проводковых столах межклетевых промежутков стана «1200».
Предварительные исследования обеих фракций прокатного масла (прозрачная часть и осадок) с использованием атомно-эмиссионного анализа показали наличие следующих элементов: P, Fe, Ca, Mn, &, Si, S, ^ В шламе, снятого с оборудования стана, обнаружены Al, Ca, &, Fe, Mn, №, Si, ^ S. В табл. 1 представлены результаты атомно-эмиссионного анализа.
Из представленных данных можно предположить, что основной составляющей прокатного масла является животный жир. Как известно, для производства прокатных масел некоторые производители используют жир, полученный из костей животных. А в состав костей входят соли кальция, магния, фосфора: CaCOз, MgCOз, Caз(PO4)2, Mgз(PO4)2. Кроме того, в костях имеются практически все неорганические элементы [1]. Неорганические элементы, содержащиеся в костной ткани, представлены в табл. 2 [1].
Результаты атомно-эмиссионного анализа фракций прокатного масла и шлама
Проба Элементы, %
А1 Са Сг Бе 81 Р Си Мп N1 81 С 8
Прокатное масло (прозрачная фракция) 0,06 0,96 0,01 0,41 0,21 2,34 - - - - - -
Осадок масла 0,10 0,234 0,03 0,47 1,24 0,95 - - - - - -
Загрязнение, снятое с оборудования 0,45 0,41 0,03 93,3 - - 0,09 0,24 0,038 0,044 1,34 0,07
Из данных табл. 2 следует, что наиболее значимыми элементами в составе костной ткани являются кальций, железо, фосфор.
Таблица 2
Неорганические вещества костной ткани
Наименование неорганических веществ Массовая доля, %
в сыром остатке в сухом остатке
Макроэлементы
Кальций (Са) 3,9 9,4
Фосфор (Р) 2,0 5,1
Калий (К) 0,2 0,5
Натрий (№) 0,1 0,1
Сера (8) 1,1 2,1
Магний (М§) 1,2 2,9
Микроэлементы
Железо (Бе) 101,8 246,8
Медь (Си) 2,1 2,1
Цинк (7п) 41,5 100,4
Марганец (Мп) 0,6 1,5
Кобальт (Со) 0,1 0,2
Иод (I) 0,1 0,1
Кадмий (Кё) 0,2 0,4
Изучение фазового состава маслянистых твердых загрязнений, снятых со щеток барабана узла очистки, из межклетевых промежутков стана «1200», а также осадка прокатного масла производили с применением рентгеновской установки УРС-0,02 в N1 и Ка - излучении. Результаты исследований приведены в табл. 3.
Результаты рентгенофазового анализа (в порядке убывания фаз в пробе)
Проба осадка прокатного масла Проба из межклетевого промежутка стана «1200» Проба загрязнений со щеточного барабана
1. СаСО3 - (основная фаза); 2. Са3(РО4)2; 3. Саю(РО4)б(ОН)2; 4. 81О2; 5. Саю(РО4)б[СО3]. 1. a-Fe; 2. C; 3. Fe2Ü3l,2H2O; 4. Fe3O4; 5. Саз(Р04)2. 1. СаСО3 - (основная фаза) 2. С; 3. Са7МЕ2(РО4)б; 4. СаГеО2; 5. Са3(РО4)2; 7. СаСО3-Н2О; 8. №еО2 = Ма2О-Ге2О3; 9. СаГеО2 = ГеОСаО.
Анализ составов загрязнений показал идентичные фазы - кальциевые соли фосфорной и угольной кислот: СаСОз, Са3(РО4)2 - основные составляющие костных жиров. Сложность в проведении рентгенофазового анализа поверхности дефекта заключалась в слишком маленькой площади поврежденного участка. Усредненная проба показала наличие а-ГеООН - ге-тит, который может содержать примеси СаО, М§О, МпО, 8Ю2, А1203. Тем не менее, полученных данных достаточно, чтобы доказать, что основу прокатного масла составляют животные жиры. Из этого следует, что некачественное прокатное масло было произведено с нарушением технологии.
С целью подтверждения данного предположения произвели прокатку жести на стане с использованием масла с осадком и без него (после очистки всего оборудования от налипших загрязнений). Отсортировка электролуженой жести показала, что прокатка на 5-клетевом стане «1200» с использованием некачественного прокатного масла (на основе животных жиров) приводит к образованию дефекта «пятна загрязнений».
Список литературы
1. Химия жиров / Б.Н. Тютюнников, З.И. Бухштаб, Ф.Ф. Гладкий и др. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1992. 448 с.
2. Формирование наноструктурных составляющих в высокоуглеродистой стали термодеформационной обработкой / М.В. Чукин, А.Г. Корчунов, Г.С. Гун, М.А. Полякова, Н.В. Копцева // Вестник государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. № 5 (35). С. 33-35.
3. Создание и развитие теории квалиметрии металлургии / Г.С. Гун, Г.Ш. Рубин, М.В. Чукин, И.Г. Гун, И.Ю. Мезин, А.Г. Корчунов // Вестник государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. № 5 (35). С. 67-69.
4. Гун Г.С., Чукин М.В., Рубин Г.Ш. Управление качеством в метизном производстве // Металлургические процессы и оборудование. Международный научно-технический и производственный журнал. Декабрь 2013. №4(34). С. 106-112.
5. Протипология - новый этап развития стандартизации метизного производства / Г.Ш. Рубин, М.А. Полякова, М.В. Чукин, Г.С. Гун // Сталь. 2013. № 10. С. 84-87.
References
1. Chemistry of fats/ B.N. Tyutyunnikov, Z.I. Buhshtab, F.F. Gladkiy and etc. 3-е edition., processed and added. M.: Kolos, 1992. 448 p.
2. Nanodimentional structural part formation in high carbon steel by thermal and deformation processing / M.V. Chukin, A.G. Korchunov, G.S. Gun, M.A. Polyakova, N.V. Koptseva // Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2013. № 5 (45). P. 33-35.
3. Metallurgy qualimetry theory design and development / G.S. Gun, G.Sh. Rubin, M.V. Chukin, I.G. Gun, I.U. Mezin, A.G. Korchunov // Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2013. № 5 (45). P. 67-69.
4. Gun G.S., Chukin M.V., Rubin G.Sh. Quality management in Metalware production // Metallurgical processes and equipment. International scientific-technical and production journal. December 2013. No. 4(34). Pp. 106-112
5. Protypology - the new development stage of metalware production standardization / G.Sh. Rubin, M.A. Polyakova, M.V. Chukin, G.S. Gun / / Steel. 2013. No. 10. Pp. 84-87.
УДК 67.05+62
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАЗДАЧИ ТРУБ
Безукладников А.И., Паршин С.В.
ГОУВПО «Уральский федералъныйуниверситет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
При добыче нефти могут возникать различные виды осложнений, например, повреждение бурильных колонн. При обнаружении проблемных зон при бурении для их ликвидации используют профильные перекрыватели. Они представляет собой двухканальные профильные трубы с цилиндрическими концами для присоединения башмака и с устройством для спуска перекрывателя в скважину.
Для профильных перекрывателей используют трубы длиной 8—10 м, изготовленные из стали марки 10 с толщиной стенки 5 мм.
На сегодняшний день существуют несколько способов раздачи профильных труб внутри скважины: раскатка их профилирующими роликами, раздача труб жидкостью высокого давления и раздача оправкой.
Раскатка представляет собой процесс, при котором ролики вращаются внутри трубы, постепенно увеличивая ее диаметр. К основным преимуществам этого метода можно отнести меньшие, по сравнению с раздачей оправкой, необходимые развиваемые инструментом усилия. Этот метод является хорошо изученным и широко применяется на практике.
При раздаче трубы жидкостью высокого давления в нее подается давление порядка 140-160 МПа, что ведет к деформации трубы и прилегании ее стенок к стенкам скважины, в которой она установлена.
Раздачу оправкой осуществляют протягиванием оправки большого диаметра через неподвижную трубу. Основным преимуществом данного метода, по сравнению с раскаткой, является более высокая производительность, достигаемая за счет меньшего количества необходимых проходов.
Оборудование для раздачи трубы определяет качество полученной трубы, а также определяет трудоемкость процесса. Далее рассмотрены некоторые виды оборудования, различающиеся способом, которым они раздают трубу (рис. 1, 2).
Устройство (см. рис. 1) включает в себя разъемный в поперечном сечении корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей, с центральным каналом 3 и резьбами 4 и 5 для соединения со скважинным оборудованием. На наружной поверхности нижней части 2 корпуса
